Covidová pandémia zmenila svet mnohými spôsobmi, z niektorých sa spoločnosť nespamätala ani po šesť a pol roku. Patogén sa rýchlo vyvíjal, čo viedlo nielen k vzniku radu konšpiračných teórií, ale aj komplikácií ohľadom liečby, očkovania a opatrení. Českí a izraelskí vedci v laboratórnych podmienkach teraz zrekonštruovali, ako sa koronavírus SARS-CoV-2 menil a vyvíjal, a zároveň odhalili podmienky, ktoré môžu viesť k vzniku vysoko nákazlivých variantov.
V auguste 2021 vydal Jiří Zahradník z 1. lekárskej fakulty Univerzity Karlovej v centre BIOCEV štúdiu, v ktorej upozornil na dvojicu mutácií vo väzobnom mieste koronaviru SARS-CoV-2. Tie v jeho evolučnom experimente výrazne zvyšovali nákazlivosť vírusu, pretože sa dokázali účinnejšie viazať na bunky v ľudských dýchacích cestách. Netrvalo ani tri mesiace a v Juhoafrickej republike sa objavil variant, ktorý dostal názov omikrón – a ktorý obsahoval presne tú dvojicu mutácií, ktorú predpovedal Zahradník.
Metóda, ktorú Zahradník vyvinul a použil, takzvaná „in vitro evolúcia“, si vtedy získala zaslúženú pozornosť – hlavne preto, že by mohla predpovedať zásadné zlomové body v priebehu pandémií, a navyše sa dá pomerne ľahko upraviť tak, aby odrážala rôzne podmienky, pri ktorých sa pandemické vírusy vyvíjajú.
Teraz Záhradník v spolupráci s expertmi z izraelského Weizmannovho inštitútu vied metódu vylepšil. Jeho tím rekonštruoval vývoj koronaviru SARS-CoV-2 od pôvodného kmeňa z Wu-chanu, cez vznik vysoko nákazlivého variantu omikrón, až po pokročilé podvarianty omikrónu, ktoré následne prešli zdravotnými systémami celého sveta.
Experiment bol úplne bezpečný – bádatelia nepracovali so živými vírusmi, ale len s ich proteínmi. Nehrozilo teda najmenšie riziko nákazy alebo preskočenie vírusu na vedcov, pretože, v skúmavkách nebol celý vírus, ale len jeho pre evolúciu dôležité časti.
Evolúcia v skúmavke
Evolúcia vírusov je podobná ako u všetkých ostatných živých organizmov (hoci u vírusov si vedci nie sú úplne istí, či vôbec živé sú). Prebieha prostredníctvom mutácií a ich výberu. Aby vírusy prežili a šírili sa, množia sa veľmi rýchlo, čo často vedie k vzniku mutácií, ktoré sa môžu nahromadiť. Keď je vhodných mutácií veľa naraz, vzniká nový variant vírusu.
V aktuálnej štúdii dokázali biológovia evolučný proces a tlak ešte urýchliť tak, že namiesto rokov trval iba mesiace. Pomocou geneticky upravených buniek pivných kvasiniek potom vystavili milióny vzniknutých variantov ľudským receptorom a napodobnili prirodzený výber tým, že zachovali iba tie, ktoré sa na receptory stále dokázali úspešne viazať.
Výskumníci pritom skúmali pôvodný „čínsky“ variant vírusu, ako aj množstvo ďalších, ktoré boli také významné, že si zaslúžili vlastný názov – najmä alfa, beta a omikrón. Sledovali, ako sa ich väzobné miesta vyvíjali v dvoch scenároch: pri silnom selekčnom tlaku a pri slabom selekčnom tlaku.
Silný tlak predstavuje situáciu, keď každú evolučnú fázu prežije iba malé množstvo najlepšie prispôsobených variantov, čo umožňuje výhodným mutáciám rýchlo prevládnuť. Pri slabom selekčnom tlaku naopak prežíva mnoho variantov a výhodné mutácie sa navzájom obohacujú bez toho, aby úplne prevládli.
„Bez ohľadu na to, s akou vírusovou variantou sme začínali, pri silnom selekčnom tlaku sa vždy veľmi skoro objavil variant nápadne podobný omikrónu a jeho podvariantám, ktorý rýchlo ovládol celú populáciu,“ priblížil Zahradník.
Experiment tak odrážal dianie v reálnom svete: „Rovnakú trajektóriu sme pozorovali počas pandémie koronaviru, ktorá od konca roku 2021, kedy sa omikrón stal dominantným variantom, už neprekonala ďalšiu podobne zásadnú zmenu. V skutočnosti sa nám podarilo presne zrekonštruovať evolučnú cestu koronavírusu medzi miliardami ľudí,“ doplnil vedec.
Dobrá správa pre ďalšie pandémie
Autori štúdie sa pozreli aj na iný koronavírus, dobre známy SARS, ktorý spôsobil niekoľko menších epidémií s vysokou smrteľnosťou. Aj on sa pri silnom evolučnom tlaku správal podobne ako covidový vírus – zmenil sa tak, aby sa účinne viazal na bunky v dýchacích cestách.
To by naznačovalo, že sa môže v prípade preskočenia na človeka ľahšie šíriť, ale v skutočnosti je to opačne. „Dobrou správou je, že niektoré z vybraných mutácií vykazujú vysokú podobnosť s koronavírom SARS-CoV-2, ktorý spôsobil pandémiu, a je teda pravdepodobné, že proti nim máme čiastočnú imunitu a tento vírus už pandémiu nespôsobí,“ vysvetľujú izraelskí vedci, ktorí mali túto časť experimentu na starosť.
Na jeden výskum priniesla táto štúdia zaujímavých výsledkov viac ako dosť. Narazila ale aj na jednu z najväčších, a doposiaľ nie celkom vyjasnených záhad pandémie. Tou je vznik variantu omikrón, ktorý sa objavil ako nečakane zásadne odlišný od starších variantov – podľa virológov skrátka nebolo dosť dobre možné, aby dokázala také množstvo mutácií v krátkom čase len tak nahromadiť.
V novej štúdii sa výsledky evolučného tlaku dostali k rovnakému vysvetleniu, s ktorým virológovia pracujú ako s hypotézou, teda, že variant vznikol u nejakého pacienta s narušenou imunitou, kde vo vnútri jeho tela mohla prichádzať s množstvom pokusov, ktoré by zdravý imunitný systém rýchlo zatrhol.
To podľa autorov zdôrazňuje, aké dôležité je správne liečiť imunosupresívne stavy, napríklad AIDS, ešte pred vypuknutím ďalšej globálnej pandémie, a chrániť imunokompromitované osoby pred infekciou a chronickým ochorením. Pomáha sa tak totiž nielen im, ale aj všetkým zdravým, na ktorých sa neskôr zmutovaný vírus môže preniesť.
Viac informácií:
Zdroj: https://www.biocev.eu/; https://ct24.ceskatelevize.cz, zverejnené: 5.6.2026; autor: rup
